La Tierra, un planeta

vivo (II):

Una larga evolución

Introducción

            Hemos visto como nuestra Tierra se formó como un planeta interior más del Sistema Solar en un accidentado proceso. Una vez que se fue estabilizando nuestro sistema planetario, nuestro planeta ha pasado por un largo periodo evolutivo, aparentemente tranquilo, hasta la fecha actual, coincidente con la estable fase del helio en la que aun se encuentra nuestro sol. Sin embargo, a lo largo de este prolongado periodo, el planeta, con una considerable energía interna, no ha permanecido muerto  y geológicamente ha estado y está muy activo, marcando, junto con determinados eventos cósmicos de nuestro entorno, los derroteros evolutivos de los seres vivos.

Los periodos de la historia de la Tierra

            Para estudiar la historia de nuestro planeta, los geólogos han dividido esta historia en una serie de periodos o etapas, las divisiones geológicas que marcan la llamada escala del tiempo geológico. Estas divisiones están separadas por acontecimientos geológicos y biológicos de importancia que permiten una separación más o menos clara. Así, pueden ser grandes extinciones biológicas, importantes movimientos continentales, cambios significativos del clima, aparición de orogenias…; en la elaboración de estas divisiones, intervienen, por tanto, criterios diversos: paleontológicos (fósiles), estratigráficos (estratos de rocas), orogénicos (cordilleras montañosas), paleoclimáticos (climas pasados), megatectónicos (movimientos continentales), etc. Se establece una serie de divisiones jerárquicas con arreglo a los mencionados criterios, que, a efectos de este artículo, simplifico al máximo en la siguiente tabla:

La tectónica de placas, consecuencia de un planeta caliente

            La Tierra, como ya se ha dicho, tiene en su interior una considerable energía interna, que procede, en gran parte, de la energía gravitacional, al originarse el planeta y por otro lado de la derivada de los procesos radiactivos; esta energía (calor interno) mantiene al planeta en actividad geológica (es un planeta geológicamente vivo) y por lo tanto, su núcleo, su manto y su corteza están en continuo dinamismo. Analicemos dicho dinamismo.

         La Tierra puede compararse a un motor cuyo combustible es esta energía interna. Todo el interior del planeta está en movimiento. Tanto el núcleo metálico (especialmente el núcleo externo fundido) como el manto, están en convección: las zonas más calientes se expanden, pierden densidad y suben; luego se enfrían, vuelven a hacerse densas y descienden; se establecen, así, las llamadas células convectivas; las altísimas presiones del interior del planeta facilitan el movimiento de este material, en principio sólido, en gran parte. Este flujo del material en convección, se transmite a la capa superficial del planeta y la rompe. Esta capa es la litosfera, capa sólida, rígida, y fría de unos 100 km de grosor, que comprende la corteza terrestre y una parte rígida y superficial del manto superior de la Tierra. Al fragmentarse esta capa se forman las placas litosféricas que se acoplan entre si como las piezas de un mosaico o puzzle;

 Estas placas han ido variando en número, tamaño y forma a lo largo de la historia de nuestro planeta y pueden ser continentales, oceánicas o mixtas. Actualmente, hay siete grandes placas y alguna más de menor tamaño. Es en los bordes o márgenes de las placas donde se produce la mayor actividad geológica interna, como consecuencia de los movimientos convectivos del material del manto que, desde el interior, inciden sobre la litosfera y la rompen, por estos bordes de placa;

 Se establecen, dos tipos de interacciones fundamentales entre las placas, en sus bordes:

1.- Alejamiento entre dos placas. Sucede como consecuencia de la salida de material fundido del manto a la superficie a través de las llamadas dorsales oceánicas, que a modo de cordilleras montañosas volcánicas sumergidas recorren los océanos como costuras de balón; este material emergente se solidifica y da lugar a suelo oceánico basáltico; de esta forma se crea litosfera oceánica y los océanos se extienden y crecen (expansión del suelo oceánico); se ha comprobado que los océanos actuales son estructuras geológicas jóvenes (no más allá de 200 millones de años de antigüedad en comparación con los 3.500 m.a. de los núcleos continentales más antiguos) y en continua renovación.

2.- Acercamiento entre dos placas. Cuando la biosfera oceánica se enfría, se densifica y tiende a hundirse en el manto; aparecen las zonas de subducción, en las cuales, dicha litosfera se hunde en el manto (subducciona) con una determinada inclinación, por debajo de otra placa que puede ser con borde continental u oceánico; de esta manera los suelos oceánicos (océanos) se destruyen en dichas zonas y se compensa su fabricación en las dorsales; por eso se están renovando continuamente; son como cintas transportadoras que por un lado salen (dorsales) y por otro entran (zonas de subducción); este movimiento en la horizontal de los océanos tira de los continentes y estos también se mueven en la horizontal (deriva de los continentes).

Las placas litosféricas son como grandes balsas interconectadas en movimiento sobre las que cabalgan los continentes, los cuales se alejan entre si, se acercan, incluso chocan y se forman supercontinentes que a veces son únicos en la Tierra y se llaman pangeas. Cuando la subducción del suelo oceánico se agota y el océano desaparece, el continente que viene detrás choca con la otra placa; si esta tiene un continente en su borde se produce el llamado choque o colisión continental y como consecuencia se construyen abruptas cordilleras montañosas: Tenemos un ejemplo reciente: la construcción del Himalaya como consecuencia del choque entre la India y Eurasia desde hace unos 65 m.a. En zonas de subducción también se construyen cordilleras montañosas u orógenos, debido a esta subducción; pero éstas son menos abruptas y flanquean zonas continentales como por ejemplo los Andes y las Montañas Rocosas.

 Cuando en el planeta, hay una activa construcción de cordilleras como consecuencia de una mayor actividad geológica interna en un lapso de tiempo determinado o debido a un a etapa de deriva continental activa, después de la fragmentación de una pangea, decimos que estamos en un periodo geológico de orogenia (construcción de montañas), la cual puede durar varias decenas de m.a. Las dos orogenias más recientes han sido la herciniana (en el Carbonífero) que ha dado lugar, entre otras cordilleras, a los Apalaches y Urales, y la alpina (a partir del Triásico), la más reciente, que ha originado, las cordilleras actuales más representativas, como los Alpes, los Andes, las Montañas Rocosas y el Himalaya, las cuales son, como es lógico, las más jóvenes, abruptas y menos erosionadas del planeta.

 Además de estos dos tipos de interacciones en los bordes de placa, también hay zonas geológicamente activas en el interior de las placas: son los puntos calientes, que pueden afectar al interior de continentes o al interior de océanos; son consecuencia del ascenso de columnas de material a alta temperatura, procedentes de la base del manto (plumas o penachos convectivos). Cuando este material llega cerca de la superficie, debido al descenso de presión, se funde y provoca vulcanismo; Ejemplos actuales son las islas Hawai en el océano Pacífico y la meseta basáltica del Decán (India) en el continente eurasiático.

         Como se puede suponer, como consecuencia de las enormes tensiones que se producen por la fricción de las placas en sus bordes, en especial en las zonas de subducción y de choque continental, se producen todo tipo de manifestaciones geológicas endógenas en estos bordes, tales como terremotos, volcanes, construcción de rocas magmáticas de todo tipo y metamórficas, deformación de los materiales corticales (pliegues y fallas), formación de erógenos o cordilleras montañosas, islas y archipiélagos volcánicos (Japón, Filipinas)….De esta forma, los bordes de placa son las zonas con mayor actividad geológica del planeta y esto lo sufren las poblaciones humanas que viven en dichas zonas, pues son castigadas por terremotos y erupciones volcánicas.

Los continentes se mueven y se transforman

            ¿Cuándo comenzó el dinamismo de la tectónica de placas? Ya hemos visto que las rocas de la corteza terrestre, en especial de la corteza oceánica,  se reciclan con dicha actividad (ciclo de las rocas). Los estudios geológicos de las épocas tempranas de la Tierra muestran que la corteza continental es escasa en las etapas iniciales y con el tiempo, van surgiendo núcleos continentales cada vez más importantes: Groenlandia, Sudáfrica y Australia serían los primeros núcleos continentales. Se ha sugerido que los dos últimos podrían estar unidos.

            En el marco de la era arcaica, la litosfera, recién consolidada, comenzaría su actividad con una tectónica de placas no muy diferente a la actual, en donde se fraguarían los primeros núcleos continentales. Recordemos que en las primeras etapas de esta era, existía: 1.- una atmósfera sin oxígeno libre, que generaba un efecto invernadero superior al actual (por la mayor abundancia de dióxido de carbono) y que compensaba la debilidad inicial del sol. 2.- Una hidrosfera moderadamente más cálida que la actual y más ácida. 3.- Una Tierra más caliente y por lo tanto una mayor circulación convectiva del manto y mayor actividad magmática en la superficie con magmas más calientes ¿tectónica de microplacas?

            Los geólogos estudiosos de la historia de nuestro planeta consideran  que cada ciertos periodos de tiempo, unos 800 m.a. la Tierra sufre pulsos, en los que hay máximos de producción de magmas, como consecuencia de reajustes en el manto al producirse en una etapa determinada avalanchas masivas de subducciones de litosferas oceánicas. Uno de estos pulsos ha coincidido con el límite era arcaica – proterozoica, hace unos 2500 m.a. Este máximo de producción de magmas coincide con la gran producción de corteza continental de esta época. A partir de esta fecha los pulsos han sido de menor cuantía, lo que se ha reflejado en una menor cantidad de corteza continental producida.

            Una vez que se produjeron los primeros núcleos continentales, en los albores de la era arcaica, comenzó, como consecuencia de la actividad tectónica antes comentada el movimiento, la deriva continental. Se ha propuesto el llamado ciclo del supercontinente, definido como el periodo entre dos pangeas, que se fragmentan y se reúnen de nuevo. Recordaré que una pangea (=todas las tierras) es un supercontinente formado por la unión de todas las masas continentales que existen en un momento geológico determinado. Las pangeas son geológicamente inestables (no duran más allá de unos 100 m.a.). Se calcula un tiempo de unos 500 m.a. como duración de un ciclo supracontinental. Todas estas hipótesis están apoyadas por datos en el registro geológico de la historia de nuestro planeta. De todas maneras, hay que tener en cuenta, que a medida que investigamos y acudimos a registros mas alejados de nuestro presente los datos obtenidos son más imprecisos y las conclusiones son más inciertas.

            Teniendo en cuenta este periodo de 500 m.a. y haciendo los correspondientes cálculos, se habrían formado unas 6 pangeas a lo largo de la historia de la Tierra. Solamente se han datado con cierta claridad las dos-tres últimas.

            La formación de una pangea altera una serie de procesos geológicos y biológicos en el planeta: El nivel del mar baja (regresiones marinas) ya que los continentes, al juntarse, son comprimidos, la superficie cubierta por los océanos aumenta y la profundidad de estos se hace menor. Cuando la pangea se fragmenta y los continentes se separan y derivan, el nivel del mar vuelve a subir (transgresiones marinas). El clima también varía: durante la existencia de los supercontinentes y debido a las retiradas del mar (regresiones) hay mayor cantidad de rocas expuestas a la meteorización y erosión con lo que se consume mayor cantidad de CO2 y con ello se aminora el efecto invernadero y el clima se enfría, pudiendo aparecer una glaciación, favorecida, por otro lado, por la mayor facilidad con la que se enfría una gran masa continental. Además la biosfera sería menos diversa en una etapa de pangea, debido al menor aislamiento geográfico, favoreciendo las extinciones, como parece haber sucedido en las dos últimas pangeas; por otro lado, la existencia, en épocas supercontinentales de menos plataformas continentales (bordes de los continentes sumergidos) favorece la menor diversidad biológica, ya que en estas plataformas se establece una rica flora y fauna marina.

            Los primeros continentes importantes detectados en el registro geológico, hace unos 2000 m.a., son los de Laurentia (parte antigua de Norteamérica) y Báltica (Escandinavia y Rusia); hace unos 1800 m.a., chocaron los dos anteriores continentes (los continentes cuando chocan dejan cicatrices o suturas de este impacto que se traducen en orógenos, que con el tiempo se erosionan, aunque quedan sus huellas en el registro geológico). En torno a esta unión, se ha sugerido que se formó uno de los primeros supercontinentes, cor incorporación de otros fragmentos continentales de las actuales Sudamérica, África, Asia y Australia. Esta  primera pangea habría tenido una duración entre los 1800 y 1600 m.a. aproximadamente.

          Alrededor de los 1100 m.a. los datos geológicos indican que se engendró otro supercontinente, al que se ha bautizado con el nombre de Rodinia. Tuvo una existencia más efímera que la anterior pangea pues comenzó a desmembrarse hace 1000 m.a., de una forma lenta, terminando este proceso hace unos 600 m.a.

         A partir de la era paleozoica, el registro geológico es ya mas detallado, debido a su mayor cercanía a la época actual, y los avatares de los continentes se conocen mucho mejor. A comienzos de la era paleozoica, en el Cámbrico, existía un continente, llamado de Gondwana (antigua región de la India) formado por: África, Suramérica, Australia, La Antártica, India y partes de China. En cambio, Norteamérica y el fragmentado resto de Eurasia estaban aislados. Era época de transgresiones marinas y con relativamente abundantes plataformas continentales. Es este contexto tuvo lugar la llamada explosión cámbrica de la biosfera.

            Fue a partir del Devónico cuando los continentes comenzaron a aproximarse para formar la pangea más reciente hasta la fecha; esta se formó en el Pérmico, hace unos 280 m.a. y en el Triásico (era mesozoica) comenzó a fragmentarse hasta la situación actual, de clara separación continental.

Año 2003